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我国航天育种成果为农业造福


高精尖的航天技术和传统的农业之间看似毫无联系。不过,现在二者已经被科学家们完美结合起来,使航天技术成为了推动农业发展的重要手段——他们借助航天工程把农作物种子送入太空,利用特殊空间环境培育农作物新产品,从而提升农业的生产水平。那么,航天育种有何种优势,能为我国农业发展带来哪些好处?

  多种技术的完美组合

  与传统的育种方式相比,航天育种的另一优势在于能够创造出一大批特异种质资源,以缓解或解决我国农作物育种种质资源贫乏这一瓶颈问题。
  稍加留意,您就会发现,色彩艳丽的青椒,口感细腻的西红柿,体型硕大的冬瓜等稀奇蔬菜,渐渐在超市货架上多了起来。其实,这些都是普通的蔬菜种子经过“太空旅行”后,科学家培育出来的新品种。也就是说,它们都是航天育种的产物。那么什么是航天育种呢?
  所谓航天育种,也被称为空间技术育种或太空育种,就是指利用返回式航天器和高空气球等所能达到的空间环境对植物的诱变作用以产生有益变异,在地面选育新种质、新材料,培育新品种的农作物育种新技术。航天育种是航天技术与生物技术、农业育种技术相结合的产物,是综合了航天、遗传、辐射、育种等学科的新兴技术。
  众所周知,宇宙空间的物理环境与地面有很大的差异。空间环境的显着特征是存在宇宙粒子辐射、微重力、弱地磁、高真空和超洁净等特点。科学实验证明,宇宙粒子辐射和微重力等综合环境因素对植物种子的生理和遗传性状具有强烈的影响,因而在过去的几十年里一直受到国内外研究者的广泛关注。
  当然,普通农作物种子如果仅仅是在太空遨游一段时间,并不会成为太空种子。实际上,“种子搭载只是航天育种的开始,更繁杂、最重要的工作是在后续的地面育种工作中完成的。”中国农科院航天育种研究中心主任、国家航天育种工程项目首席科学家刘录祥研究员说,“搭载种子经过育种专家的筛选后,有时还需要结合其他多种育种技术,比如常规育种及杂种优势利用技术等进行进一步的选育。”
  也就是说,搭载种子回地面以后,还要经过筛选、淘汰、稳定化试验等过程,从中选出有价值的、有推广应用前景的品系,并经过进一步的试验和鉴定,最后还必须通过国家或省级品种审定委员会的审定,才能被称为太空种子进行大规模推广。而这个过程,最快也需要4至5年的时间。不过,同传统育种方式相比,这个过程耗时已经是很短的了。
  所以,航天育种的优势之一就是能快速有效地直接选育优良品种。“传统的农业育种一般需要8至10年时间,而航天育种有可能将时间缩短一半。这对我国粮食增产、农民增收具有重要意义。” 刘录祥告诉记者,“与传统的育种方式相比,航天育种的另一优势在于能够创造出一大批特异种质资源,以缓解或解决我国农作物优质育种种质资源贫乏这一瓶颈问题。”
  目前,我国科研人员利用航天诱变技术,已选育出一批特大穗高产型种质、特优质种质、抗病种质、优异新矮源种质以及极早熟优质种质等育种新材料。如,优质抗倒型水稻新种质“航1号”和“航2号”,优质大穗型水稻恢复系“航恢6号”、“航恢7号”、“航恢8号”,优质极早熟小麦新种质“早优8581”等。再如,从空间搭载籼稻品种“特华占13”诱变后代中筛选的一个水稻突变材料,株高只有58厘米至66厘米,且单株分蘖数达到19个,有可能成为水稻育种的新矮源。
  这些丰富的育种新材料,为拓宽基因资源提供了一条有效而可行的途径,对促进农作物育种发展有很大作用。目前,这些新种质、新材料已广泛应用于稻麦常规育种和杂种优势育种。

  二十余年的不懈探索

  实施航天育种工程使育种实践和理论基础很好地统一起来,促进航天育种学的建立与发展。
  航天育种技术的产生、发展,跟人类对外层空间的探索密不可分。早在20世纪60年代初,前苏联及美国的科学家就已开始将植物种子搭载卫星上天,并在返回地面的种子中发现其染色体畸变频率有较大幅度的增加。
  20世纪80年代中期,美国将番茄种子送上太空,在地面试验中也获得了变异的番茄,种子后代无毒,可以食用。1996年至1999年,俄罗斯等国还在“和平号”空间站成功种植小麦、白菜和油菜等植物。


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